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摘要 E ( M\U5o: -;z&"> 光栅结构广泛用于光谱仪、近眼显示系统等多种应用。VirtualLab Fusion通过应用傅立叶模态方法（FMM）以简易的方式提供对任意光栅结构的严格分析。在光栅工具箱中，可以通过使用堆栈内的各种接口或/和介质来配置光栅结构。 用于设置堆栈几何形状的用户界面是人性化的，并且可用于生成更复杂的光栅结构。 本用例中，介绍了基于界面的光栅结构的配置具体操作流程。 Y 962rZ ,>%AEN6 N2
 O \L(I079 s
&v<5W2P 本用例展示了...... oOuhbFu •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： '[p~|
mX - 矩形光栅界面 .ukP)r Ge - 过渡点列表界面 :&dY1.<N+ - 锯齿光栅界面 {MKq
Yl{ - 正弦光栅界面 `}F=Zjy •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 *?gn@4Ly %2<chq 光栅工具箱初始化 jow^~ •初始化 fp9ksxb@m - 开始 5c P] 光栅 WjGv% ^? 通用光栅光路图 0x0.[1mB •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状，
UJoWTx 可直接选择特定的光路图。 ~aH*ZA*f 5.xvOi|.
 0-g,C=L SGH "m/ e 光栅结构设置 %|Vo Zx ^ •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 DB_
x
 U;KHF{Vm •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 2s
EdN$O •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 K4xZT+Qb
L5cNC Wpo
 &I?1(t~hT
w"-bO ~5h •例如，选择第一个界面上的堆栈。 ZzI^*Nyg 7 .+kcqX 堆栈编辑器 P-No;/!B# •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 `R8~H7{I6 •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 X8 b o?0 ;oC85I
 {Y'DUt5j
}tx~y-QQ 矩形光栅界面 {C*mn !u 5cyl:1Ln •一种可能的界面是矩形光栅界面。 .'"+CKD.N •此类界面适用于简单二元结构的配置。 u!nt0hS •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 rN{&$+"2 •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 ~srmlBi6 •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 Ft`#]=IS
1&QI1fvx
 ^gky i/z b]Rn Cu" 矩形光栅界面 6 ! g3Juh •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ET _}x7 •所选界面在视图中以红色突出显示。 ?Dm! ;Z+7
 K fWVz*DC! •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 $F G4wA •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 Z#>k:v  \s<iM2]Kl •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 =q[3/'2V$? •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 H7#RL1qM& •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 ":"M/v%F xvp{F9~qT  V%y kHo
IO>Cy o
 [rPW@| ^5 o,Ha-z]f 矩形光栅界面参数 EN J] •矩形光栅界面由以下参数定义 a%(1#2^`q! - 狭缝宽度（绝对或相对） x 6,S#p - 光栅周期 PU?kQZU~) - 调制深度 qg.[M * •可以选择设置横向移位和旋转。 r7ywK9UL
sd8o&6
 A7|"0*62
,Z>Rv Ll 高级选项和信息 Uk;S Y[mU •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 ^5,ASU •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 J4lE7aFDA~ •可以设置总级次数或衰逝波级次数 @[
:s P （evanescent orders）。 !k<+-Lf:2 •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 1P2% n [y •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 :?RK>}4|F /B1< N}  %$]u6GKabi sSD(mO<( •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 7qW:^2y •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 !0Q(x •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 O IewG5O •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 Mh_jlgE'd#
o"n^zG  TF=S \
Q f+ I*aBQ 过渡点列表界面 *[yCcqN. •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 8<.KWr •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 T _Y 6AII •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 k9R1E/ ;  ZibHT:n I}k!i+Yl 过渡点列表参数 zo\Xu oZ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 /;.M$}Z>` •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 g_n=vO('X L</"m[  `Rm B{qgB 89 fT ?tT •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 JHO9d:{- •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 uN`ACc)ESi •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 ,cC4d` o jIh;e
 cJ[n<hTv cPS!%?}I 高级选项及信息 ^?J:eB! •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 j 6v +S YKM(qh2
 1^Caz-
P_ ZguNH 正弦光栅界面 Vq<|DM3z< •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 'Ob5l: •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 n$=n:$`q •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： qx!IlO - 脊的材料：基板的材料 Rwy:.)7B$q - 凹槽材料：光栅前面的材料 ' GW@P Hpsg[d)!  TR%?U/_4;r #bdJ]v.n 正弦光栅界面参数 9f"6Jw@F - 正弦光栅界面也由以下参数定义： ?tSY=DK\n •光栅周期 Y":hb;& •调制深度 ZjI^0D8 - 可以选择设置横向移位和旋转。 ]}5j X^j - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 !8A5Y[(XD 9td(MZ%i~N  >2C;5ba h2BD?y 高级选项和信息 .OWIlT4K •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 hQet?*diU
c2F`S1Nu<
 P4N{lQ.> 8;Pdd1GyUL 高级选项及信息 (sl]%RjGa •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 \+> b W ( 1zp ,Suv  m[8#h(s*t 锯齿光栅界面 =o HJ_ •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 h|-r t15 •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 m3|,c[M1 •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料：
( h%wO - 脊的材料：基板的材料 -pjL7/ gx - 凹槽材料：光栅前面的材料 tr'95'5W. RI%l& Hm
 RE7[bM3a uV\=EDno 锯齿光栅界面参数 Lh,<q
>t •锯齿光栅界面也由以下参数定义： iFDQnt
[t - 光栅周期 (>Yii_Cd - 调制深度 k1cBMDSokO •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 U
*I52$ •可以选择设置横向移位和旋转。 --/ . •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 AV&eg e
jBB<{VV|  x* )Wl! 0l oC^\f 高级选项和信息 ; 6zu! •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 yqYX<<!V  R i3m438 探测器位置的注释 v
EX <9 关于探测器位置的注释 8uu:e<PL v •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 !#?tA/t@ •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 r94BEC 2 •但是，完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应，而实际情况并非如此。 [AGm%o=) •因此，为了计算光栅效率，应将探测器设置在基板材料内（同样适用于大多数光栅评估软件）。 m[7a~-3:J •可以避免这些干涉效应的不良影响。 '1{~y3  dG|\geD
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